CN108358394A - 一种新型除磷污水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型除磷污水处理工艺,属于污水处理技术领域。本发明包括电化学高级催化氧化单元、混凝沉淀单元、生物强化处理单元和大孔树脂吸附有机物深度净化单元;稠油污水依次经过电化学高级催化氧化单元、混凝沉淀单元、生物强化处理单元和大孔树脂吸附有机物深度净化单元;电化学高级催化氧化单元包括电絮凝、电催化氧化和电气浮;电化学高级催化氧化单元利用阳极的高电位及催化活性来直接降解水中的污染物;利用产生羟基自由基强氧化剂降解水中有毒污染物,去除稠油污水中的含油量,实现油水分离;生物强化处理单元进一步去除稠油污水中的污染物。本发明可解决稠油污水处理的效果不好、环境效益低等问题。

Description

一种新型除磷污水处理工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理技术领域,更具体地说,涉及一种新型除磷污水处理工艺。
背景技术
[0002] 长期以来,各国大多采用化学法除鱗,化学法除磷简便易行,适合于水量小,水质 成分波动大的含磷废水处理。然而,化学法除磷沉淀后污泥量大、并难以处置,所有物化法 除憐成本均很昂贵,对处理量大的污水厂往往难以承受。
[0003] 在六十年代,环境工程学家发现好氧活性处理厂在某些运行条件下污泥中磷含量 特别高。因此通过排放剩余污泥而去除的磷量也大大增加,此现象后来被众多者研宄和开 发各种各样的生物除磷工艺。
[0004] 然而,城市污水处理厂排放标准对污水处理厂排放水质提出了新的更高的国家标 准。它规定排入I、n类水体和IV、V类水体中的氨氮含量不应高于15和20毫克/升。其中磷 的含量达到了发达国家的排放标准。传统的活性污泥法不能达到上述排放标准。而用化学 法除磷不但投资大,运行费用也相应增加,并且会产生大量化学污泥。但目前对生物除磷可 靠性没有把握。因此需要研宄有效的、投资节省的生物除磷方法,使之能尽快得到实际应 用。
发明内容
[0005] 1、要解决的问题
[0006] 针对现有技术存在的缺陷与不足,本发明提供了一种新型除磷污水处理工艺,能 够有效减少出水中磷含量,对改善水体,控制水体富营养化具有十分重要的作用。
[0007] 2、技术方案
[0008] 为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
[0009] 一种新型除磷污水处理工艺,装置包括电化学高级催化氧化单元、混凝沉淀单元、 生物强化处理单元和大孔树脂吸附有机物深度净化单元;稠油污水依次经过电化学高级催 化氧化单元、混凝沉淀单元、生物强化处理单元和大孔树脂吸附有机物深度净化单元;
[0010]其中,电化学高级催化氧化单元包括电絮凝、电催化氧化和电气浮;电化学高级催 化氧化单元利用阳极的高电位及催化活性来直接降解水中的污染物;利用产生羟基自由基 强氧化剂降解水中有毒污染物,去除稠油污水中的含油量,实现油水分离;
[0011] 其中,生物强化处理单元包括缺氧区、好氧区和MBR区;生物强化处理单元进一步 去除稠油污水中的污染物,采用以下步骤:
[0012] si:选取稠油污水,将所取稠油污水通入电化学高级催化氧化单元的电化学高级 催化氧化装置中,废水停留时间为40min;
[0013] S2:将上述电化学高级催化氧化出水引入混凝沉淀单元中的混凝沉淀池,并投加 无机絮凝剂聚合硫酸铁,利用电中和、架桥,进一步降解稠油污水中污染物的浓度;
[00M] S3:将上述出水引入生物强化处理单元的生物强化处理装置中,该处理单元主要 包括缺氧区、好氧区和MBR区,处理水量为120L/d,停留时间为12小时,填料为悬浮生物填 料,MBR区使用平板膜;
[0015] S4:将生物强化处理单元出水先引入双滤料过滤介质,过滤介质为l〇cm高石英砂 和45cm高无烟煤,以截留生物强化处理单元出水中的悬浮物,而后经过盛装3L的SD300树脂 的吸附柱进行处理,树脂柱与过滤柱DXL为lOOXIOOOmm,流速为5BV/h。
[0016]作为本发明的进一步改进,所述的步骤S1中单组电极板板距离为lcm,第一组电极 阳极采用铁网状电极,尺寸为6cmX 12cm,阴极采用纯钛电极,尺寸为6cmX 12cm;第二组和 第三组电极的阳极采用镀钛二氧化铅电极,尺寸为6cmX 12cm,阴极采用纯钛电极,尺寸为 6cmX 12cm;第四组和第五组阳、阴极均采用石墨电极,尺寸为6cmX 12cm;每组极板均单独 使用一台直流电源分别控制;第一组电极主要作为电絮凝单元,第二组和第三组电极作为 电催化氧化单元,第四组和第五组电极作为电气浮单元;电解池的总容积为10L,第一至第 三组电解池的容积为1.5L,尺寸为12〇111\5.5(^/23(^,第四组和第五组电解池容积为 1.4!-尺寸为12(^/6〇11\12〇11,后续的沉降池为2.几,每组极板间距为5111111;第一、三、五组 电解槽分别采用三角堰溢流,溢流堰高度为lcm。
[0017]作为本发明的进一步改进,所述的步骤S2中无机絮凝剂聚合硫酸铁的投加量为 200mg/L,反应pH控制在6〜8。
[0018]作为本发明的进一步改进,所述的步骤S3中生物强化处理装置中的反应池通过隔 板分为缺氧区、好氧区和MBR区;
[0019] 其中,好氧区分为前池和后池,前池和后池的容积比为1:1;
[0020] 其中,缺氧区长宽高为1.2〇1111\2.3(1111\4.3(1111,好氧区长宽高为1.8(1111\2.3鈿\ 3.9dm,好氧区池底设有穿孔曝气管;
[0021] 其中,MBR 区的长宽高为 1.0dmX2.3dmX4.3dm。
[0022]作为本发明的进一步改进,所述的MBR区内设置有平板膜,平板膜的抽停比为8:2, 即抽8111;!_11,停2111:1_11。
[0023] 3、有益效果
[0024]相比于现有技术,本发明的有益效果为:
[0025] (1)本发明的一种新型除磷污水处理工艺,本工艺在常规A/0法处理流程首端增加 一个生物强化处理单元,以改善污泥性能,促使微生物对有机物的吸收,它对水体富营养化 的防治有很大的意义。
[0026] (2)本发明的一种新型除磷污水处理工艺,占地面积小,建造和运行费用便宜,易 于维护,可进行有效可靠的生物除磷,与常规生物除磷法相比,吸附生物除磷法除磷效果提 升了10-15%,可有效去除污水中的含磷量,对水体富营养化的防治有很大的意义。
附图说明
[0027]图1为本发明的工艺流程图;
[0028]图2为本发明的电化学高级催化氧化装置图;
[0029]图3为本发明的生物强化处理装置图;
[0030]图4为本发明的大孔树脂吸附有机物深度净化装置示意图。
[0031]图中:1、电化学高级催化氧化单元;2、混凝沉淀单元;3、生物强化处理单元;31、缺 氧区;32、好氧区;33、MBR区;4、大孔树脂吸附有机物深度净化单元。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述:
[0033] 实施例1
[0034]请参阅图1,本实施例的一种新型除磷污水处理工艺,装置包括电化学高级催化氧 化单元1、混凝沉淀单元2、生物强化处理单元3和大孔树脂吸附有机物深度净化单元4;稠油 污水依次经过电化学高级催化氧化单元1、混凝沉淀单元2、生物强化处理单元3和大孔树脂 吸附有机物深度净化单元4;
[0035]其中,电化学高级催化氧化单元1包括电絮凝、电催化氧化和电气浮;电化学高级 催化氧化单元1利用阳极的高电位及催化活性来直接降解水中的污染物;利用产生羟基自 由基强氧化剂降解水中有毒污染物,去除稠油污水中的含油量,实现油水分离;
[0036] 其中,生物强化处理单元3包括缺氧区31、好氧区32和MBR区33;生物强化处理单元 3进一步去除稠油污水中的污染物,采用以下步骤:
[0037] S1:选取稠油污水,将所取稠油污水通入电化学高级催化氧化单元1的电化学高级 催化氧化装置中,废水停留时间为40min;
[0038] S2:将上述电化学高级催化氧化出水引入混凝沉淀单元2中的混凝沉淀池,并投加 无机絮凝剂聚合硫酸铁,利用电中和、架桥,进一步降解稠油污水中污染物的浓度;
[0039] S3:将上述出水引入生物强化处理单元3的生物强化处理装置中,该处理单元主要 包括缺氧区31、好氧区32和MBR区33,处理水量为120L/d,停留时间为12小时,填料为悬浮生 物填料,MBR区33使用平板膜;
[0040] S4:将生物强化处理单元3出水先引入双滤料过滤介质,过滤介质为10cm高石英砂 和45cm高无烟煤,以截留生物强化处理单元3出水中的悬浮物,而后经过盛装3L的SD300树 脂的吸附柱进行处理,树脂柱与过滤柱D X L为100 X 1000mm,流速为5BV/h。
[0041]如图2所示,为电化学高级催化氧化单元1的电化学高级催化氧化装置,本实施例 的一种新型除磷污水处理工艺,将所取的稠油污水通入电化学高级催化氧化装置,废水的 停留时间为40min;采用三组电极方式,单组电极板板距离为lcm,第一组电极阳极采用铁网 状电极,尺寸为6cmX 12cm,阴极采用纯钛电极,尺寸为6cmX 12cm;第二组和第三组电极的 阳极采用镀钛二氧化铅电极,尺寸为6cm X 12cm,阴极采用纯钛电极,尺寸为6cm X 12cm;第 四组和第五组阳、阴极均米用石墨电极,尺寸为6cmX 12cm;每组极板均单独使用一台直流 电源分别控制;第一组电极主要作为电絮凝单元,第二组和第三组电极作为电催化氧化单 元,第四组和第五组电极作为电气浮单元;电解池的总容积为10L,第一至第三组电解池的 容积为1.乩,尺寸为12^1^5.5〇1^23〇111,第四组和第五组电解池容积为1.礼,尺寸为12〇11 xecmXUon,后续的沉降池为2.7L,每组极板间距为5mm;第一、三、五组电解槽分别采用三 角堰溢流,溢流堰高度为1 cm。
[0042]将电化学高级催化氧化出水引入混凝沉淀池,并投加无机絮凝剂聚合硫酸铁,利 用电中和、架桥的作用,进一步降解稠油污水中污染物的浓度,聚合硫酸铁的投加量为 200mg/L,反应pH控制在6〜8。
[0043]该装置适用于废水处理设备的改造,可放于废水治理工艺的前端,适用于高浓度 难降解废水的生物预处理,改善废水可生化性,在常温常压下运行,控制简单方便,维护少, 可实现全自动控制,反应的最终产物为二氧化碳、水、氮气及其它无害氧化物,不产生二次 污染,特别适用于污水回用的预处理工艺。
[0044]如图3所示,为生物强化处理单元3的生物强化处理装置,本实施例的一种新型除 磷污水处理工艺,生物强化处理装置主要包括缺氧区31、好氧区32以及MBR区33,处理水量 为12〇L/d,停留时间为12h,好氧区32的填料为悬浮生物填料,其中缺氧区31长宽高为1.2dm X2.3dmX4.3dm,缺氧区31的上端安装了搅拌机,搅拌机的输出轴贯穿缺氧区31的筒壁,连 接于缺氧区31内腔的输出轴上安装了搅拌叶;缺氧区31的顶盖上还分别通过水管连接进水 栗和回流泵的一端,回流泵的另一端连接于MBR区33;好氧区32长宽高为1 • 8dm X 2.3dm X 3.9dm,好氧区32池底设有穿孔曝气管,好氧区32又分为前池和后池,容积比为区33 内设置有平板膜,平板膜上还连通压力表和出水栗,MBR区33的宽度为长宽高为l.OdmX 2.3鈿\4_3血。1^1?区33使用平板膜,平板膜的抽停比为8:2,即抽8111111,停21^11。1^]^区33的 长宽高为1 • 〇dmX 2.3dm X 4 • 3dm。其中,进水栗、回流泵和出水栗均通过控制系统控制,好氧 区32和MBR区33均连接空气栗,并在连接空气泵的管道上安装了流量计。该装置操作简单、 因地制宜、应用灵活、针对性强、见效快。
[0045]如图4所示,为大孔树脂吸附有机物深度净化装置示意图,本实施例的一种新型除 磷污水处理工艺,大孔树脂吸附有机物深度净化,吸附树脂上有大小不同的空洞通道,而且 这些孔的直径最小要大于所要分离的颗粒的最小粒径,当大小不等的颗粒通过吸附树脂的 时候,大粒径的颗粒由于无法通过孔径通道而从树脂外部通过,最先分离出来,其他不同粒 径的颗粒会在树脂中在合适的直径通道通过,由于这样不同粒径颗粒在树脂中通过的时间 不同,宏观上就会出现不同时间段流出颗粒不同从而起到分离的作用。
[0046] 本发明的一种新型除磷污水处理工艺,本工艺采用电絮凝、电催化氧化和电气浮 三级电化学处理组合工艺,能利用阳极的高电位及催化活性来直接降解水中的污染物,也 能利用产生羟基自由基等强氧化剂降解水中有毒污染物,同时能去除稠油污水中的含油 量,实现油水分离。本工艺采用MBBR+MBR的组合工艺,既能进一步去除稠油污水中的污染 物,而且能够去除病毒和细菌,避免了消毒工序,自动化程度高,出水效果好。
[0047]以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所 示的也只是本发明的实施方式之一,实际的方法并不局限于此。所以,如果本领域的普通技 术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案 相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1. 一种新型除磷污水处理工艺,其特征在于:装置包括电化学高级催化氧化单元(1)、 混凝沉淀单元(2)、生物强化处理单元(3)和大孔树脂吸附有机物深度净化单元(4);稠油污 水依次经过电化学尚级催化氧化单元(1)、混凝沉淀单元(2)、生物强化处理单元(3)和大孔 树脂吸附有机物深度净化单元(4); 其中,电化学高级催化氧化单元(1)包括电絮凝、电催化氧化和电气浮;电化学高级催 化氧化单元(1)利用阳极的高电位及催化活性来直接降解水中的污染物;利用产生羟基自 由基强氧化剂降解水中有毒污染物,去除稠油污水中的含油量,实现油水分离; 其中,生物强化处理单元(3)包括缺氧区(31)、好氧区(32)和MBR区(33),生物强化处理 单元(3)进一步去除稠油污水中的污染物,采用以下步骤: S1:选取稠油污水,将所取稠油污水通入电化学高级催化氧化单元(D的电化学高级催 化氧化装置中,废水停留时间为40min; S2:将上述电化学高级催化氧化出水引入混凝沉淀单元(2)中的混凝沉淀池,并投加无 机絮凝剂聚合硫酸铁,利用电中和、架桥,进一步降解稠油污水中污染物的浓度; S3:将上述出水引入生物强化处理单元(3)的生物强化处理装置中,该处理单元主要包 括缺氧区(31)、好氧区(32)和MBR区(33),处理水量为120L/d,停留时间为12小时,填料为悬 浮生物填料,MBR区(33)使用平板膜; S4:将生物强化处理单元(3)出水先引入双滤料过滤介质,过滤介质为i〇cm高石英砂和 45cm高无烟煤,以截留生物强化处理单元(3)出水中的悬浮物,而后经过盛装3L的SD300树 脂的吸附柱进行处理,树脂柱与过滤柱D X L为100 X 1000mm,流速为5BV/h。
2.如权利要求1所述的一种新型除磷污水处理工艺,其特征在于:所述的步骤S1中单组 电极板板距离为1 cm,第一组电极阳极采用铁网状电极,尺寸为6cm X 12cm,阴极采用纯钛电 极,尺寸为6cmX 12cm;第二组和第三组电极的阳极采用镀钛二氧化铅电极,尺寸为6cmx 12cm,阴极采用纯钛电极,尺寸为6cmX 12cm;第四组和第五组阳、阴极均采用石墨电极,尺 寸为6cmX 12cm;每组极板均单独使用一台直流电源分别控制;第一组电极主要作为电絮凝 单元,第二组和第三组电极作为电催化氧化单元,第四组和第五组电极作为电气浮单元;电 解池的总容积为10L,第一至第三组电解池的容积为1.5L,尺寸为12CmX5.5CmX23cm,第四 组和第五组电解池容积为1.4L,尺寸为12cm X 6cm X 12cm,后续的沉降池为2.7L,每组极板 间距为5mm;第一、三、五组电解槽分别采用三角堰溢流,溢流堰高度为lcm。
3. 如权利要求1所述的一种新型除磷污水处理工艺,其特征在于:所述的步骤S2中无机 絮凝剂聚合硫酸铁的投加量为2〇〇mg/L,反应pH控制在6〜8。
4. 如权利要求1所述的一种新型除磷污水处理工艺,其特征在于:所述的步骤S3中生物 强化处理装置中的反应池通过隔板分为缺氧区(31)、好氧区(32)和MBR区(33); 其中,好氧区(32)分为前池和后池,前池和后池的容积比为1:1; 其中,缺氧区(31)长宽尚为1 • 2dmX 2.3dmX4• 3dm,好氧区(32)长宽高为1 • 8dmX 2.3dm X3.9dm,好氧区(32)池底设有穿孔曝气管; 其中,MBR区(33)的长宽高为 1.0dmX2.3dmX4.3dm。
5. 如权利要求4所述的一种新型除憐污水处理工艺,其特征在于:所述的MBR区(33)内 设置有平板膜,平板膜的抽停比为8:2,即抽8min,停2min。
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